▷ سرعة ثابتة

تشرح هذه المقالة ما يعنيه أن تكون سرعة الجسم ثابتة في الفيزياء. بالإضافة إلى ذلك، سوف تكون قادرًا على معرفة الصيغ التي تحدد الحركة بسرعة ثابتة.

لفهم مفهوم السرعة الثابتة بشكل كامل، منطقيًا، يجب عليك أولاً أن تكون واضحًا بشأن ماهية السرعة في الفيزياء. لذا قبل الاستمرار في الشرح ننصحك بإلقاء نظرة على المشاركة التالية:

➤ انظر: ما هي السرعة في الفيزياء؟

ماذا يعني أن السرعة ثابتة؟

إذا كان الجسم يتحرك بسرعة ثابتة، فهذا يعني أنه يتحرك في خط مستقيم ويقطع نفس المسافة في فترتين زمنيتين متساويتين. ولذلك، فإن الجسم الذي لديه حركة ثابتة السرعة يصف الحركة المستقيمة المنتظمة (MRU).

علاوة على ذلك، إذا كانت سرعة الجسم ثابتة، فهذا يعني أن تسارعه يساوي صفرًا. إن تسارع الجسم المتحرك يدل على تغير سرعته، فإذا لم تتغير سرعة الجسم فإن تسارعه يساوي 0.

➤ انظر: ما هو التسارع؟

على سبيل المثال، الطائرة التي تحلق بسرعة طيران لها سرعة ثابتة تقريبًا. وعندما تكون الطائرة قد أقلعت بالفعل وكانت في الأعلى فلا ينبغي أن تتغير سرعتها حتى تبدأ في الهبوط، فسرعتها ثابتة في هذا القسم.

تجدر الإشارة إلى أن السرعة ليست ثابتة في الحركة الدائرية ، نظرًا لأن اتجاه الحركة يتغير، وبالتالي يتغير اتجاه ناقل السرعة أيضًا. ومع ذلك، في هذا النوع من الحركة، تكون السرعة ثابتة. يمكنك معرفة الفرق بين السرعة والسرعة بالضغط هنا:

➤ انظر: الفرق بين السرعة والسرعة

صيغ الحركة بسرعة ثابتة

فيما يلي الصيغ للحركة بسرعة ثابتة. لذلك، سنرى كيف يتم حساب الموقع والسرعة والتسارع عندما تكون سرعة الجسم ثابتة.

موضع

موضع الجسم الذي تكون سرعته ثابتة يعادل الموضع الابتدائي مضافًا إليه حاصل ضرب السرعة وزيادة الزمن. وبالتالي فإن صيغة حساب موضع الجسم بسرعة ثابتة هي:

$x=x_0+v\cdot (t-t_0)$

ذهب:

$x$

هو موقف الجسم.
$x_0$

هو الوضع الأولي للجسم.
$v$

هي سرعة الجسم.
$t$

هي اللحظة الزمنية التي يتم خلالها حساب وضع الجسم.
$t_0$

هي اللحظة الأولية.

سرعة

عندما تكون سرعة الجسم ثابتة، يتم حسابها عن طريق قسمة الإزاحة (Δx) على الفاصل الزمني المنقضي (Δt). ومن ثم، فإن السرعة تساوي الفرق بين الموضعين النهائي والابتدائي مقسومًا على الفرق بين اللحظتين النهائية والابتدائية (v = Δx/Δt).

$v=\cfrac{\Delta x}{\Delta t}=\cfrac{x_f-x_i}{t_f-t_i}$

ذهب:

$v$

هي السرعة.
$\Delta x$

هو الإزاحة.
$\Delta t$

هو الاختلاف الزمني.
$x_f$

هو الموقف النهائي.
$x_i$

هو وضع البداية.
$t_f$

هي اللحظة الأخيرة.
$t_i$

هي اللحظة الأولية.

التسريع

في حالة الحركة بسرعة ثابتة، يكون التسارع صفرًا. لذا، إذا تحرك جسم بسرعة ثابتة طوال الطريق، فإن تسارعه سيكون دائمًا صفرًا طوال الطريق.

$a=0$

تذكر أن الحركة بدون تسارع تسمى حركة مستقيمة منتظمة. ولذلك، إذا كانت سرعة الجسم ثابتة، فهذا يعني أن هذا الجسم يصف حركة مستقيمة منتظمة. انقر على الرابط التالي لتطبيق الصيغ الخاصة بهذا النوع من الحركة مع حل المشكلة خطوة بخطوة:

➤ انظر: حل تمرين الحركة المستقيمة الموحدة

السرعة الثابتة والتسارع المستمر

وأخيرًا، سنرى الاختلافات التي تعني أن يتحرك الجسم بسرعة ثابتة أو بتسارع ثابت، لأن هذين نوعين من الحركات لهما خصائص مختلفة جدًا.

وكما هو موضح في المقالة، فإن الحركة بسرعة ثابتة تعني أن التسارع يساوي صفرًا. لذا، إذا كانت السرعة ثابتة، فإن التسارع ثابت أيضًا، لكن قيمته 0 (لا يوجد تسارع).

ومن ناحية أخرى، إذا كان الجسم يتحرك بتسارع ثابت، فهذا يعني أنه يقوم بحركة مستقيمة متسارعة بشكل منتظم. أي أنه عندما يكون تسارع الجسم ثابتًا، فإن سرعته تزداد أو تقل بانتظام مع مرور الوقت.

باختصار، إذا كانت سرعة الجسم ثابتة، فهذا يعني أن هذا الجسم ليس له تسارع. أما إذا كانت عجلة الجسم ثابتة، فهذا يعني أن سرعة الجسم تتغير خطيًا مع الزمن.

➤ انظر: التسارع المستمر